專利名稱：支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)上存在各種不同的遠(yuǎn)程在線教學(xué)網(wǎng)站，通過發(fā)布各類優(yōu)秀的課程課件，提供訪問者學(xué)習(xí)。其中課程課件最主要的形式是PowerPoint以及Flash，訪問者在家或者學(xué)校通過個(gè)人計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)登陸遠(yuǎn)程在線教學(xué)網(wǎng)站，對(duì)課程課件進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。流媒體是指在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上按時(shí)間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音/視頻數(shù)據(jù)流。常見的流媒體信息發(fā)布方式有點(diǎn)播和直播。通常點(diǎn)播是對(duì)存儲(chǔ)的非實(shí)時(shí)性內(nèi)容以單播傳輸方式實(shí)現(xiàn)。直播是通過安裝在不同地點(diǎn)并且與網(wǎng)絡(luò)連接的攝像頭采集實(shí)時(shí)的音/視頻數(shù)據(jù)，并通過組播傳輸方式在網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。然而，目前已知的遠(yuǎn)程在線教學(xué)網(wǎng)站沒有把流媒體音/視頻與上述課件形式結(jié)合起來，同時(shí)也缺少與教學(xué)配套的相關(guān)功能如考試、答疑等。隨著流媒體技術(shù)的發(fā)展，我們可以通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)時(shí)傳輸音/視頻數(shù)據(jù)，把教師授課場(chǎng)景音/視頻結(jié)合到已有的課件形式中，并增加考試、答疑等配套功能，從而更加生動(dòng)地表現(xiàn)課程內(nèi)容，達(dá)到更好的教學(xué)效果。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，由專利申請(qǐng)?zhí)朇N02131427.6，發(fā)明名稱“網(wǎng)絡(luò)式在線教學(xué)系統(tǒng)與方法”，該系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來提供在線教學(xué)功能，并可對(duì)學(xué)生提供在線筆記程序、問答程序和測(cè)驗(yàn)與練習(xí)程序，以及進(jìn)而追蹤各個(gè)在線學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度來作為學(xué)習(xí)效果及程度的參考資料，但是該專利并沒有使用流媒體技術(shù)傳輸教師授課場(chǎng)景，而只是以傳統(tǒng)的課件形式來表達(dá)課程內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出了一種支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法。使其通過流媒體技術(shù)把教師授課場(chǎng)景音視頻與其他課件形式如PowerPoint、Flash結(jié)合起來作為在線課程，從而生動(dòng)地表現(xiàn)課程內(nèi)容，大幅度提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)在線考試、實(shí)時(shí)答疑、留言答疑等功能，在網(wǎng)絡(luò)上全面逼真地模擬出師生互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明通過B/S的通信和交互實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器運(yùn)行Microsoft Windows 2000 Server并提供Internet InformationService與Windows Media Service，客戶端通過Internet Explorer頁面進(jìn)行在線課程、在線考試、實(shí)時(shí)答疑與留言答疑。
所述的在線課程由直播課程、點(diǎn)播課程、Flash課程三部分組成。其中，直播課程使用音視頻編解碼技術(shù)把教師授課場(chǎng)景實(shí)時(shí)地發(fā)布到網(wǎng)上，并把教學(xué)錄像的播放控件與對(duì)應(yīng)的PowerPoint課件嵌入同一個(gè)IE窗口，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中逼真地模擬出師生互動(dòng)交流的情景；點(diǎn)播課程通過流媒體點(diǎn)播服務(wù)發(fā)布教學(xué)錄像，并把教學(xué)錄像的播放控件與對(duì)應(yīng)的PowerPoint課件捆綁在同一個(gè)IE窗口中；Flash課程以生動(dòng)活潑的教學(xué)形式來發(fā)布授課內(nèi)容，因其強(qiáng)大的交互性而成為直播課程和點(diǎn)播課程的有效輔助。在線課程的資源包括直播用URL鏈接地址、點(diǎn)播用授課場(chǎng)景錄像庫(kù)、PowerPoint課件庫(kù)、Flash課件庫(kù)，并由數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理，特別是維護(hù)課程名、教學(xué)錄像、PowerPoint課件與Flash課件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
播放課程涉及直播的實(shí)時(shí)音視頻傳輸技術(shù)和點(diǎn)播的流媒體傳輸方法。所述的直播，采用實(shí)時(shí)音視頻傳輸方法，通過基于音視頻采集卡進(jìn)行實(shí)時(shí)的聲音圖像采集編碼，并通過IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程用戶，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與老師實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)課件的下載和點(diǎn)播。教學(xué)視頻傳輸采用高壓縮比MPEG-4硬件壓縮技術(shù)，實(shí)現(xiàn)PAL(25f/s)與NTSC(30f/s)兩種視頻制式，運(yùn)用變碼率、有限變碼率、定碼率達(dá)到幀率可調(diào)，音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)采用MPEG-1L2/ADPCM/uPCM格式，壓縮碼率為128kbps/64kbps/32kbps，音視頻保持同步；所述的點(diǎn)播，采用流媒體傳輸方法，對(duì)于事先制作好的視頻文件，流媒體服務(wù)器需要?jiǎng)?chuàng)建Windows Media Service。流媒體服務(wù)器利用配置好的Windows Media Service以單播的方式進(jìn)行音/視頻發(fā)布。授課音/視頻錄像經(jīng)發(fā)布之后，流媒體內(nèi)容與嵌入在同一個(gè)IE窗口中的PowerPoint、Flash同時(shí)通過顯示設(shè)備和揚(yáng)聲器播放。
所述的在線考試作為教學(xué)活動(dòng)中不容忽視的環(huán)節(jié)，具有自動(dòng)評(píng)分、考試監(jiān)控的強(qiáng)大功能，是在線教學(xué)系統(tǒng)的一大特色。管理員的功能模塊包括試題后臺(tái)設(shè)置，題庫(kù)信息瀏覽，添加題庫(kù)建表，瀏覽選擇試題，添加試題數(shù)據(jù)，全部學(xué)生瀏覽，添加學(xué)生數(shù)據(jù)，學(xué)生數(shù)據(jù)初始，學(xué)生考試監(jiān)控；學(xué)生的功能模塊即進(jìn)行在線考試。
所述的實(shí)時(shí)答疑面向所有瀏覽及注冊(cè)的學(xué)生。學(xué)生無須數(shù)據(jù)庫(kù)認(rèn)證即可瀏覽感興趣的問題及其解答，并參與討論。學(xué)生通過發(fā)言提出問題并參與討論，等待教師的解答。教師回答學(xué)生提出的問題，并引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生思考和討論；同時(shí)，對(duì)于違反規(guī)定、發(fā)言不適合的學(xué)生可以選擇根據(jù)IP或者用戶名進(jìn)行禁止發(fā)言。
所述的留言答疑由一個(gè)數(shù)據(jù)表和若干頁面組成。其中數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)學(xué)生信息、留言信息和版面數(shù)據(jù)，由管理員進(jìn)行維護(hù)。頁面部分提供發(fā)表留言、回復(fù)留言等操作和管理員對(duì)數(shù)據(jù)、界面維護(hù)的功能。
本發(fā)明通過流媒體技術(shù)把教師授課場(chǎng)景音視頻與其他課件形式如Power-Point、Flash結(jié)合起來作為在線課程，從而生動(dòng)地表現(xiàn)課程內(nèi)容，大幅度提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)在線考試、實(shí)時(shí)答疑、留言答疑等功能，在網(wǎng)絡(luò)上全面逼真地模擬出師生互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境。


圖1是在線課程使用模型示意2是在線課程IE瀏覽頁面示意3是在線課程直播音視頻傳輸方案示意4是在線考試功能模型示意5是實(shí)時(shí)答疑使用模型示意6是留言答疑使用模型示意圖具體實(shí)施方式

以下所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容的范圍。
如圖1所示，管理員登陸后，可以進(jìn)入創(chuàng)建課件頁面。該頁面將要求管理員事先上傳PowerPoint文件與對(duì)應(yīng)的HTML文件夾。其中PowerPoint文件提供給學(xué)生下載；HTML文件夾由管理員制作，制作方法為將PowerPoint文件打開并選擇另存為網(wǎng)頁，保存成功后將自動(dòng)生成”<文件名>.file”文件夾，即可上傳。該文件夾中的內(nèi)容將嵌入學(xué)生點(diǎn)播課件頁面，提供給學(xué)生在線觀看與操作；所輸入的課件名將作為該課程的名字，與課件內(nèi)容隨應(yīng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，提供給學(xué)生瀏覽課件內(nèi)容時(shí)顯示。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)中所有課程名與視頻文件存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此管理員可以根據(jù)已有的課程關(guān)聯(lián)情況和已有的所有視頻錄像，對(duì)課程的視頻內(nèi)容進(jìn)行管理。學(xué)生權(quán)限登陸后，可進(jìn)入課件點(diǎn)播頁面，如圖2所示。該頁面的內(nèi)容根據(jù)課件數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容自動(dòng)更新，顯示內(nèi)容包括課程名、上傳時(shí)間、點(diǎn)播地址、下載地址。點(diǎn)擊下載后將下載相應(yīng)的PPT課件，點(diǎn)擊點(diǎn)播后將打開新的頁面，提供教學(xué)視頻和PowerPoint顯示及操作。
如圖4所示，管理員登陸后，可以設(shè)置試題屬性；瀏覽、刪除、更改已經(jīng)存在的考題基本信息；添加新試題，設(shè)置其屬性；瀏覽選擇試題；對(duì)已有的試題擴(kuò)充或者修改；列出所有考生的基本信息，進(jìn)行修改、設(shè)置、刪除；添加學(xué)生；對(duì)學(xué)生信息初始化；通過IP以及登陸和提交等記錄判斷有無作弊。
如圖5所示，所有普通用戶不需要通過數(shù)據(jù)庫(kù)登錄，只需在入口處輸入一個(gè)用戶名就可以直接進(jìn)入聊天室因此其權(quán)限也很簡(jiǎn)單瀏覽討論話題、發(fā)言及參加討論；同時(shí)考慮到有些用戶之間需要私下交流的因素，本系統(tǒng)也支持私聊，用戶只要輸入對(duì)方用戶名后再發(fā)言，則只有對(duì)方可以看到而其他人將看不到發(fā)言。對(duì)于管理員或教師，若其要使用管理員權(quán)限則必須輸入用戶名、密碼后登錄進(jìn)入方可，其權(quán)限包括選擇討論話題、解答用戶疑難、在某些時(shí)候可以進(jìn)行刷屏，另外，作為教師還有一個(gè)很重要的責(zé)任就是監(jiān)督用戶(學(xué)生)發(fā)言并進(jìn)行良好引導(dǎo)，對(duì)違反系統(tǒng)規(guī)定的用戶可以視情節(jié)輕重通過其IP或者用戶名禁止其發(fā)言并且刪除其發(fā)言。
如圖6所示，教師和學(xué)生登陸后，進(jìn)入相關(guān)頁面后，可發(fā)表學(xué)習(xí)相關(guān)的問題和見解；可查看版面內(nèi)的所有留言；用戶可對(duì)版面內(nèi)某一主題進(jìn)行回復(fù)；可以發(fā)電子郵件給管理員以反饋信息；可根據(jù)需要查詢某一作者、某一主題或某一時(shí)間范圍內(nèi)的問題或解答；只能修改和刪除自己發(fā)表的文章。管理員登陸后除了具備與教師、學(xué)生同樣的權(quán)限外，還有界面管理，版面數(shù)據(jù)設(shè)定，用戶權(quán)限管理、文章管理等權(quán)限，即管理員可為留言板改名，修改版面的背景、文字、表格顏色，修改留言板的左上角圖標(biāo)；可修改自己的用戶名和密碼，修改留言板上的滾動(dòng)公告，設(shè)定首頁刷新時(shí)間，用戶IP被封時(shí)間和是否顯示下部統(tǒng)計(jì)信息等數(shù)據(jù)；鎖定被屏蔽用戶IP，使得該用戶在IP被封期間無權(quán)訪問本站；管理員可對(duì)版面的所有文章進(jìn)行修改和刪除。
權(quán)利要求
1.一種支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法，其特征在于，通過B/S的通信和交互實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器運(yùn)行Microsoft Windows 2000 Server并提供Internet Information Service與Windows Media Service，客戶端通過InternetExplorer頁面進(jìn)行在線課程、在線考試、實(shí)時(shí)答疑與留言答疑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法，其特征是，所述的在線課程，由直播課程、點(diǎn)播課程、Flash課程三部分組成，直播課程使用音視頻編解碼技術(shù)把教師授課場(chǎng)景實(shí)時(shí)地發(fā)布到網(wǎng)上，并把教學(xué)錄像的播放控件與對(duì)應(yīng)的PowerPoint課件嵌入同一個(gè)IE窗口，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中逼真地模擬出師生互動(dòng)交流的情景；點(diǎn)播課程通過流媒體點(diǎn)播服務(wù)發(fā)布教學(xué)錄像，并把教學(xué)錄像的播放控件與對(duì)應(yīng)的PowerPoint課件捆綁在同一個(gè)IE窗口中；Flash課程發(fā)布授課內(nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法，其特征是，所述的在線課程，在線課程的資源包括直播用URL鏈接地址、點(diǎn)播用授課場(chǎng)景錄像庫(kù)、PowerPoint課件庫(kù)、Flash課件庫(kù)，并由數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理，特別是維護(hù)課程名、教學(xué)錄像、PowerPoint課件與Flash課件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法，其特征是，所述的直播，采用實(shí)時(shí)音視頻傳輸方法，通過基于音視頻采集卡進(jìn)行實(shí)時(shí)的聲音圖像采集編碼，并通過IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程用戶，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與老師實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)課件的下載和點(diǎn)播，教學(xué)視頻傳輸采用高壓縮比MPEG-4硬件壓縮方法，實(shí)現(xiàn)25f/s的PAL與30f/s的NTSC兩種視頻制式，運(yùn)用變碼率、有限變碼率、定碼率達(dá)到幀率可調(diào)，音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)采用MPEG-1 L2/ADPCM/uPCM格式，壓縮碼率為128kbps/64kbps/32kbps，音視頻保持同步。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法，其特征是，所述的點(diǎn)播，采用流媒體傳輸方法，對(duì)于事先制作好的視頻文件，流媒體服務(wù)器創(chuàng)建Windows Media Service。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)系統(tǒng)，其特征是，所述的在線考試，管理員的功能模塊包括試題后臺(tái)設(shè)置，題庫(kù)信息瀏覽，添加題庫(kù)建表，瀏覽選擇試題，添加試題數(shù)據(jù)，全部學(xué)生瀏覽，添加學(xué)生數(shù)據(jù)，學(xué)生數(shù)據(jù)初始，學(xué)生考試監(jiān)控；學(xué)生的功能模塊即進(jìn)行在線考試。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法，其特征是，所述的實(shí)時(shí)答疑，面向所有瀏覽及注冊(cè)的學(xué)生。學(xué)生無須數(shù)據(jù)庫(kù)認(rèn)證即可瀏覽感興趣的問題及其解答，并參與討論；同時(shí)，對(duì)于違反規(guī)定、發(fā)言不適合的學(xué)生可以選擇根據(jù)IP或者用戶名進(jìn)行禁止發(fā)言。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法，其特征是，所述的留言答疑，由一個(gè)數(shù)據(jù)表和若干頁面組成。其中數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)學(xué)生信息、留言信息和版面數(shù)據(jù)，由管理員進(jìn)行維護(hù)，頁面部分提供發(fā)表留言、回復(fù)留言操作和管理員對(duì)數(shù)據(jù)、界面維護(hù)的功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)領(lǐng)域的支持點(diǎn)播及直播功能的遠(yuǎn)程流媒體在線教學(xué)方法。通過B/S的通信和交互實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器運(yùn)行Microsoft Windows2000 Server并提供Internet Information Service與Windows Media Service，客戶端通過Internet Explorer頁面進(jìn)行在線課程、在線考試、實(shí)時(shí)答疑與留言答疑。本發(fā)明能夠生動(dòng)地表現(xiàn)課程內(nèi)容，大幅度提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在線考試、實(shí)時(shí)答疑、留言答疑等功能，在網(wǎng)絡(luò)上全面逼真地模擬出師生互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境。本發(fā)明功能完善運(yùn)行穩(wěn)定可靠，為提高網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的效果起到了很大作用。
文檔編號(hào)G09B5/08GK101055674SQ20061003060
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者楊樹堂, 陸松年, 李建華, 陳惠東, 呂麗, 蔡群 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)